Hyundai patenta un gran avance para el uso del cobre en baterías de estado sólido

Hyundai está dando un gran paso adelante en la tecnología de las baterías de estado sólido con una solicitud de patente recién publicada en Estados Unidos. La patente cubre un método que permite utilizar cobre en el interior de las celdas de las baterías de estado sólido. Tradicionalmente, el cobre se ha evitado en este entorno porque los sulfuros son corrosivos, obligando a los fabricantes a recurrir al níquel o al acero inoxidable.

La patente describe el uso de un revestimiento protector aplicado sobre un ánodo de cobre colector de corriente. Este revestimiento "podría ofrecer una adhesión significativamente mejor, permitiendo que se adhiera durante más tiempo y tenga más durabilidad", al tiempo que mantiene la capacidad durante más ciclos de carga y descarga. El diseño en capas -colector de cobre, revestimiento protector, ánodo, electrolito de sulfuro, cátodo y colector terminal- permite que el cobre resista el electrolito sin degradarse. Al reintroducir el cobre, la célula de la batería podría beneficiarse de su alta conductividad y menor coste, al tiempo que mejoraría la estabilidad y el rendimiento interno en las exigentes aplicaciones de los vehículos eléctricos.

El tampón está formado por una lámina de carbono con materiales de carbono orientados, potencialmente nanotubos de carbono alineados verticalmente, combinados con partículas metálicas litiófilas como plata, oro o aluminio. Como especifica la patente, la capa tampón "puede tener una estructura porosa" y mantener la estabilidad incluso cuando está totalmente cargada, lo que ayuda a suprimir la deposición de litio en los bordes del ánodo y garantiza un ciclado más uniforme.

Las baterías de iones de litio convencionales ya dependen de colectores de corriente de cobre para transferir electrones de forma eficaz. Las baterías de estado sólido han tenido que recurrir a materiales más caros y menos conductores. Esta limitación ha supuesto durante mucho tiempo una barrera de coste y rendimiento para estas últimas. 

Si tiene éxito, la nueva tecnología podría permitir el regreso del cobre como material rentable y de alta conductividad para las células de estado sólido, sustituyendo al acero inoxidable o a las aleaciones de níquel que actualmente se requieren para resistir la corrosión. Esto no sólo reduciría los costes de material, sino que también mejoraría la eficacia de la célula.

Las baterías de estado sólido están ampliamente consideradas como una solución de almacenamiento de energía de próxima generación para los vehículos eléctricos. En las baterías de estado sólido, el electrolito líquido se sustituye por un material sólido, lo que permite una mayor densidad energética, una carga más rápida y un menor riesgo de embalamiento térmico. Varios fabricantes están trabajando en esta tecnología, aunque los plazos de comercialización varían.

En enero, el Grupo Hyundai Motor informó de que quería poner en marcha una línea piloto de producción de baterías de estado sólido en su Instituto de Investigación de Uiwang antes de finales de mes. El consorcio automovilístico ha seguido en paralelo varios enfoques sobre las baterías de estado sólido, por ejemplo, mediante asociaciones con desarrolladores de baterías especializados como SES AI y Energía factorialsino también a través de una colaboración de investigación con Universidad Nacional de Seúl (SNU)que también trabaja en baterías de estado sólido. El año pasado, Hyundai solicitó una patente para su tecnología de baterías de estado sólido, desarrollada con Factorial Energy, en Estados Unidos.

uspto.gov (patente; PDF), carbuzz.es